CN107919511B - 一种液冷系统热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液冷系统热交换装置，其包括芯体、冷媒管路、设置在芯体的一侧的安装支架、设置在芯体的另一侧的冷却液进水管和冷却液出水管以及膨胀阀，芯体为由多个分层叠加而成的多层结构；在每相邻的两分层中，其中一个分层为冷却液层，另一个分层为冷媒层；冷却液层的一端与冷却液进水管相连通，冷却液层的另一端与冷却液出水管相连通；冷媒层的一端与膨胀阀上的冷媒进入通道相连通，冷媒层的另一端通过冷媒管路与膨胀阀上的冷媒出口通道相连通，冷媒进入通道用于与汽车空调的冷媒通道相连通；膨胀阀能够控制冷媒进入通道与冷媒通道的连通和关闭。本发明提供的液冷系统热交换装置，其能够使得电动汽车的液冷系统的冷却效果得到大大地提高。

Description

一种液冷系统热交换装置

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池冷却系统技术领域，具体涉及一种液冷系统热交换装置。

背景技术

伴随着能源的不断消耗，温室效应及大气污染问题日益严峻，在这种背景下，电动汽车研发已经成为全球汽车企业发展的重要趋势。随着电动汽车的发展，电动汽车对电池性能提升要求进一步提升。伴随高能量密度动力电池的发展，电池产热问题更加突出。

市场上的纯电动汽车动力电池组容量较大，续驶里程较长，能够满足短途代步需求，同时磷酸铁锂电池具有超长寿命、安全环保、充电速度快，自放电少，无记忆效应、体积小，重量轻、电池单体电压高，放电平台稳定、高能量密度等优势受到全球动力电池专家的大力推崇。目前市场上热管理系统方式主要分为风冷、液冷两种方式，风冷价格便宜，但是效果差；液冷系统复杂、部件成本高，但是效果好。纯电动汽车动力电池组容量较大的同时必然带来成本上升，同时，在有限的体积内，布置的电池数目较多也必然导致动力电池总成热管理系统散热成为问题，动力电池组在有限时间内均匀散热便成为重要难题，目前风冷系统的冷却效果不理想，温差较大；液冷系统的成本虽高但冷却效果好，温差能有效控制。如何设计液冷系统热交换装置，以使得电动汽车的液冷系统具有较好地冷却效果成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种液冷系统热交换装置，以使得电动汽车的液冷系统具有较好地冷却效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种液冷系统热交换装置，其包括芯体、冷媒管路、设置在所述芯体的一侧的安装支架、设置在所述芯体的另一侧的冷却液进水管和冷却液出水管以及膨胀阀，所述芯体为由多个分层叠加而成的多层结构；在每相邻的两所述分层中，其中一个所述分层为冷却液层，另一个所述分层为冷媒层；所述冷却液层的一端与所述冷却液进水管相连通，所述冷却液层的另一端与所述冷却液出水管相连通；所述冷媒层的一端与所述膨胀阀上的冷媒进入通道相连通，所述冷媒层的另一端通过所述冷媒管路与所述膨胀阀上的冷媒出口通道相连通，所述冷媒进入通道用于与汽车空调的冷媒通道相连通；所述膨胀阀能够控制所述冷媒进入通道与所述冷媒通道的连通和关闭。

优选地，所述安装支架包括U型板和安装板，所述安装板设置在所述U型板的U型开口中，所述芯体设置在所述安装板上。

优选地，所述U型板包括第一竖板、第二竖板以及连接所述第一竖板和所述第二竖板的横板，所述第一竖板上设置有第一安装孔，所述第二竖板上设置有第二安装孔，所述横板上设置有第三安装孔。

优选地，所述第一竖板、所述第二竖板以及所述横板形成一体式结构。

优选地，所述U型板上设置有加强筋。

优选地，所述冷媒管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述冷媒出口通道相连通，所述第一管路的另一端设置有第一连接部；所述第二管路的一端设置有第二连接部，所述第二管路的另一端设置有第三连接部；所述第一连接部与所述第二连接部螺栓连接，所述第三连接部用于与所述冷媒层的出口相连通。

优选地，所述冷却液层的出水口和所述冷媒层的入口均位于所述芯体的第一侧；所述冷却液层的入水口和所述冷媒层的出口均位于所述芯体的第二侧；所述第一侧为所述第二侧的相反侧。

优选地，所述膨胀阀、所述冷却液进水管以及所述冷却液出水管分别与所述芯体通过钎焊焊接连接。

本发明的有益效果在于：

本发明的液冷系统热交换装置，其芯体为多层结构，并且每相邻的两分层分别为冷却液层和冷媒层，如此层叠而成的芯体，使得当在冷媒层中通入冷媒时，各冷却液层中的冷却液与各冷媒层中的冷媒将会相互交换热量，从而使得对各冷却液层中流动的冷却液均能够得到较好地冷却效果，使得冷却液的温度得到了有效地降低，而后冷却液将会在动力电池组中循环流动，实现对动力电池组的冷却，进而使得电动汽车的液冷系统的冷却效果得到了大大地提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中

图1为本发明实施例提供的液冷系统热交换装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的液冷系统热交换装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的安装支架的示意图；

图4为本发明实施例提供的冷媒管路的示意图；

图5为本发明实施例提供的膨胀阀的示意图；

图6为本发明实施例提供的冷却液进水管的示意图；

图7为本发明实施例提供的冷却液出水管的示意图；

图8为本发明实施例提供的芯体的主视图；

图9为本发明实施例提供的芯体的俯视图；

图10为本发明实施例提供的的芯体的仰视图。

附图中标记：

11、芯体21、安装支架22、U型开口23、安装板

24、第一竖板25、第二竖板26、横板27、第一安装孔

28、第二安装孔29、第三安装孔291、加强筋31、冷却液进水管32、冷却液出水管41、膨胀阀42、冷媒出口通道

43、冷媒进入通道51、冷媒管路52、第一管路53、第一连接部54、第二管路55、第二连接部56、第三连接部

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。

如图1至图10所示，本发明实施例提供了一种液冷系统热交换装置，其包括芯体11、冷媒管路51、设置在芯体11的一侧的安装支架21、设置在芯体11的另一侧的冷却液进水管31和冷却液出水管32以及膨胀阀41，芯体11为由多个分层叠加而成的多层结构；在每相邻的两分层中，其中一个分层为冷却液层，另一个分层为冷媒层；冷却液层的一端与冷却液进水管31相连通，冷却液层的另一端与冷却液出水管32相连通；冷媒层的一端与膨胀阀41上的冷媒进入通道43相连通，冷媒层的另一端通过冷媒管路51与膨胀阀41上的冷媒出口通道42相连通，冷媒进入通道43用于与汽车空调的冷媒通道相连通；膨胀阀41能够控制冷媒进入通道43与冷媒通道的连通和关闭。可以理解的是，在汽车刚启动时，冷却水的温度不高，此时可以通过膨胀阀41控制使得冷媒进入通道43与冷媒通道关闭，即两者不相连通，反之，当冷却水的温度升高时，可以通过膨胀阀41控制使得冷媒进入通道43与冷媒通道相连通，而实现对冷却水的冷却；冷却液进水管31和冷却液出水管32分别与电动汽车液冷系统的冷却液循环水路相连通；冷媒出口通道42与冷媒通道相连通，以使冷媒再流回冷媒通道进行循环使用；冷媒，是在冷冻空调系统中用以传递热能，产生冷冻效果的工作流体，其也是一种容易吸热变成气体，又容易放热变成液体的物质，其是在制冷过程中的一种中间物质，它先接受制冷剂的冷量而降温，然后再去冷却其它的被冷却物质。

本发明实施例提供的液冷系统热交换装置，其芯体11为多层结构，并且每相邻的两分层分别为冷却液层和冷媒层，如此层叠而成的芯体11，使得当在冷媒层中通入冷媒时，各冷却液层中的冷却液与各冷媒层中的冷媒将会相互交换热量，从而使得对各冷却液层中流动的冷却液均能够得到较好地冷却效果，使得冷却液的温度得到了有效地降低，而后冷却液将会在动力电池组中循环流动，实现对动力电池组的冷却，进而使得电动汽车的液冷系统的冷却效果得到了大大地提高。

如图3所示，在本发明提供的另一实施例中，安装支架21可以包括U型板和安装板23，安装板23设置在U型板的U型开口22中，芯体11设置在安装板23上，从而通过简单的结构实现了芯体11与安装支架21的牢固连接。

具体地，U型板可以包括第一竖板24、第二竖板25以及连接第一竖板24和第二竖板25的横板26，第一竖板24上设置有第一安装孔27，第二竖板25上设置有第二安装孔28，横板26上设置有第三安装孔29，从而通过第一安装孔27、第二安装孔28以及第三安装孔29方便地实现了该安装支架21与车身的可拆卸连接，同时也能够方便地对该安装支架21进行更换和维修。可以理解的是，第一安装孔27、第二安装孔28以及第三安装孔29中均可以设置有减震衬套，从而有效地降低该液冷系统热交换装置受到的振动；安装板23可以与横板26焊接连接，以使得两者之间的连接较为牢固，从而使得芯体11能够得到较为稳固可靠地支撑，进而使得该液冷系统热交换装置的可靠性得到有效地提高。

为了能够有效地提高U型板的整体强度，大大地延长U型板的使用寿命，同时省去各部件之间的连接操作，便于进行批量化生产，第一竖板24、第二竖板25以及横板26可以形成一体式结构。

进一步地，U型板上设置有加强筋291，从而使得U型板的强度得到了进一步地提高，也使得U型板的能够具有更长的使用寿命。

如图4所示，在本发明提供的又一实施例中，冷媒管路51可以包括第一管路52和第二管路54，第一管路52的一端与冷媒出口通道42相连通，第一管路52的另一端设置有第一连接部53；第二管路54的一端设置有第二连接部55，第二管路54的另一端设置有第三连接部56；第一连接部53与第二连接部55螺栓连接，第三连接部56用于与冷媒层的出口相连通。通过此技术方案，使得冷媒管路51的结构较为简单便能够实现冷媒层与膨胀阀41上冷媒出口通道42相连通；同时，由于该冷媒管路51具有第一管路52和第二管路54，且第一管路52与第二管路54可拆卸连接，从而能够较为方便地对管路的布置位置进行调整，使得管路的布置较为紧凑，进而有效地避免了管路过长，节省了成本。

进一步地，冷却液层的出水口和冷媒层的入口可以均位于芯体11的第一侧；冷却液层的入水口和冷媒层的出口均位于芯体11的第二侧；第一侧为第二侧的相反侧。通过该技术方案，使得冷却液层中冷却液的流向与冷媒层中冷媒的流向相反，这样冷却液将会得到更好地冷却效果，冷却液的温度将会被更一步地降低，从而使得动力电池组能够得到更好地冷却，进而使得电动汽车的液冷系统具有更好地冷却效果。

具体地，膨胀阀41、冷却液进水管31以及冷却液出水管32可以分别与芯体通过钎焊焊接连接，从而能够实现膨胀阀41与芯体11、冷却液进水管31与芯体11以及冷却液出水管32与芯体11的牢固连接，进而大大地提高了该液冷系统热交换装置的可靠性。

本发明实施例提供的液冷系统热交换装置，其芯体为多层结构，并且每相邻的两分层分别为冷却液层和冷媒层，如此层叠而成的芯体，在有效的体积范围内最大程度地增大了换热面积。

以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种液冷系统热交换装置，其特征在于，其包括芯体、冷媒管路、设置在所述芯体的一侧的安装支架、设置在所述芯体的另一侧的冷却液进水管和冷却液出水管以及膨胀阀，所述芯体为由多个分层叠加而成的多层结构；在每相邻的两所述分层中，其中一个所述分层为冷却液层，另一个所述分层为冷媒层；所述冷却液层的一端与所述冷却液进水管相连通，所述冷却液层的另一端与所述冷却液出水管相连通；所述冷媒层的一端与所述膨胀阀上的冷媒进入通道相连通，所述冷媒层的另一端通过所述冷媒管路与所述膨胀阀上的冷媒出口通道相连通，所述冷媒进入通道用于与汽车空调的冷媒通道相连通；所述膨胀阀能够控制所述冷媒进入通道与所述冷媒通道的连通和关闭；

所述冷媒管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述冷媒出口通道相连通，所述第一管路的另一端设置有第一连接部；所述第二管路的一端设置有第二连接部，所述第二管路的另一端设置有第三连接部；所述第一连接部与所述第二连接部螺栓连接，所述第三连接部用于与所述冷媒层的出口相连通。

2.根据权利要求1所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述安装支架包括U型板和安装板，所述安装板设置在所述U型板的U型开口中，所述芯体设置在所述安装板上。

3.根据权利要求2所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述U型板包括第一竖板、第二竖板以及连接所述第一竖板和所述第二竖板的横板，所述第一竖板上设置有第一安装孔，所述第二竖板上设置有第二安装孔，所述横板上设置有第三安装孔。

4.根据权利要求3所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述第一竖板、所述第二竖板以及所述横板形成一体式结构。

5.根据权利要求2所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述U型板上设置有加强筋。

6.根据权利要求1所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述冷却液层的出水口和所述冷媒层的入口均位于所述芯体的第一侧；所述冷却液层的入水口和所述冷媒层的出口均位于所述芯体的第二侧；所述第一侧为所述第二侧的相反侧。

7.根据权利要求1至6任一项所述的液冷系统热交换装置，其特征在于，所述膨胀阀、所述冷却液进水管以及所述冷却液出水管分别与所述芯体通过钎焊焊接连接。